专题03 透镜及其应用 —2022年中考物理真题分项汇编(全国通用)(第2期)
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专题03 透镜及其应用(解析版)
(第2期)
一、选择题
1.(2022·江苏苏州)做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是( )。
A. 屏上像是倒立放大的;
B. 该凸透镜的焦距可能是8cm;
C. 先向右移动光屏,再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像;
D. 只将蜡烛向左移动一段距离,放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
【答案】C。
【解析】A.图中物距大于像距,由凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像,故A错误;
B.此时物距为50.0cm-25.0cm=25.0cm
此时u>2f
即25.0cm>2f①
像距v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此时2f>v>f
即2f>17.0cm>f②
由①②得8.5cm<f<12.5cm
该凸透镜的焦距不可能是8cm,故B错误;
C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,向右移动光屏,像距变大,应该减小物距,才能成清晰的像,再向左移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像,故C正确;
D.凸透镜成实像时,物远像近像变小,只将蜡烛向左移动一段距离,物距变大,像距变小,像成在光屏的前面,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,放上远视眼镜使像更靠近凸透镜,不能在屏上再次看到清晰的像,故D错误。故选C。
2.(2022·湖北宜昌)如图所示是一种常见的投射灯,它的成像镜头可简化为一一个凸透镜,能把投影片ab投射到地面,下图中能正确反映其成像原理的示意图是( )。
A. B.
C. D.
【答案】B。
【解析】由图结合题意可知,灯内部较小的投影片在地面成倒立、放大的实像,根据凸透镜成像规律可知,此时投影片位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,其实像在凸透镜另一侧二倍焦距之外,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3.(2022·湖北省黄冈市、孝感市、咸宁市)2022年5月10日,在蔚蓝地球的映衬下,我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是( )。
A. 核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜;
B. 光通过摄像机的镜头都是沿直线传播;
C. 地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像;
D. 天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
【答案】A。
【解析】A.生活中的照相机、摄像机、投影仪等仪器的镜头都是凸透镜,故A正确;
B.光通过摄像机镜头后会发生折射现象;故B错误;
C.地球与核心舱的距离很远,远远的大于凸透镜的一倍焦距,所以所成的像一定是实像,故C错误;
D.根据透镜成像物近像远向边大的规律可知,天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变大,故D错误。故选D。
4.(2022·河南省)小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器,如图所示。盒底上放标本,盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜,为了在盒盖上方附近,通过凸透镜观察到标本正立、放大的像,凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是( )。
A. f=5cm h=10cm B. f=10cm h=12cm
C. f=5cm h=12cm D. f=10cm h=6cm
【答案】D。
【解析】ABCD.盒盖处安装凸透镜,盒底处有昆虫标本,要使凸透镜作放大镜使用时,物距必须小于焦距,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
5.(2022·山西省)如图所示,是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内,让凸透镜对着明亮的室外,拉动纸筒,在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像,若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像,下列做法正确的是( )。
A. 相机向前移,纸筒向前伸 B. 相机向后移,纸筒向后缩
C. 相机不移动,纸筒向后缩 D. 相机和纸筒的位置均不变
【答案】A。
【解析】A.相机向前移,物距减小,根据凸透镜成像规律可知,像距会变大,像也变大,所以纸筒向前伸来增大像距,则可在半透明膜上成更大的清晰的像,故A正确;
B.相机向后移,物距增大,根据凸透镜成像规律可知,像将变小,故B错误;
C.相机不移动,物距不变,所像距也不会变,所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像,故C错误;
D.相机和纸筒的位置均不变,像的大小不会发生变化,故D错误。故选A。
6.(2022·湖南长沙)我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )。
A. 这是光的反射现象 B. 这是光的色散现象
C “水晶饼”对光有会聚作用 D. “水晶饼”对光有发散作用
【答案】C。
【解析】A.“水晶饼”相当于凸透镜,发生的是光的折射现象,故A错误;
B.光的色散现象是指太阳光(白光)透过三棱镜分解成各种色光的现象,故B错误;
CD.“水晶饼”相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,把一束太阳光的能量会聚到焦点上,从而点燃了焦点处的艾草,故C正确,D错误。故选C。
7.(2022·湖南郴州) 2022年6月5日10时44分,神舟十四号飞船成功发射,我国空间站建设又跨出了关键一步。王大爷从报纸上看到这一消息时,感到无比自豪。他用放大镜读报时透过镜片看到的文字是( )。
A. 倒立、缩小的实像 B. 正立、放大的虚像
C. 倒立、放大的实像 D. 正立、缩小的虚像
【答案】B。
【解析】用放大镜读报时,放大镜与报纸的距离小于一倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成正立、放大的虚像,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
8.(2022·四川达州)清晨,太阳从东方冉冉升起,云缝中射出道道霞光,它让我们的大千世界五彩缤纷,让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中,结论正确的是( )。
A. 甲图,通过注入气泡的水球,我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像,其中正立的是虚像,倒立的是实像;
B. 乙图,央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中,舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同;
C. 丙图,光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像,此时飞来一只小虫落在凸透镜上,则光屏上光源的像不完整;
D. 丁图,小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上清晰的像变模糊,只将光屏靠近凸透镜时,又能在光屏上看到清晰的像,则该眼镜是近视眼镜
【答案】A。
【解析】A.甲图中,将气泡注入水球,水球中间部分中间薄边缘厚,相当于凹透镜,此时凹透镜成正立的虚像;水球的周围部分中间厚边缘薄,相当与凸透镜,此时成倒立的实像,因此我们能看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像,其中正立的是虚像,倒立的是实像,故A正确;
B.乙图中,舞者在舞台上的“倒影”属于平面镜成像,是光的反射形成的,小孔成像是由光的直线传播形成的,两者的成像原理不同,故B错误;
C.丙图中,小虫落在凸透镜上,此时小虫在凸透镜的焦点以内,在光屏上不能成像,小虫挡住了部分成像的光线,但是其余的光线仍能使物体成完整的像,由于成像光线变少,光屏上的像会变暗,故C错误;
D.丁图中,将光屏靠近凸透镜时,又能在光屏上看到清晰的像,说明此时所成清晰像的像距变小了,则所放透镜对光的会聚能力增强,因此在蜡烛与凸透镜之间放的是一个会聚透镜,远视眼镜是凸透镜,对光具有会聚作用,因此应是远视眼镜,故D错误。故选A。
9.(2022·四川德阳)关于一些生活中的光现象,下列说法中正确的是( )。
A. 盛有水的碗,看上去碗底变浅了,是光的折射现象;
B. 晴天看见“白云在水中飘动”是光的折射现象;
C. 一端放入水中的铅笔看起来在水面被折断了,是光的反射现象;
D. 戴近视眼镜是为了矫正视力,这属于光的反射现象
【答案】A。
【解析】A.碗底反射的光线穿过水面,在水面发生折射进入人眼,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是碗底经水面折射所成的虚像,且虚像在实际碗底的上方,所以看上去碗底变浅了,是光的折射现象,故A正确;
B.在水中飘动的白云倒影,属于平面镜成像现象,是由于光的反射形成的,故B错误;
C.从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,在水面发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,是光的折射现象,故C错误;
D.戴近视眼镜是为了矫正近视眼,眼镜片是凹透镜,光线经过镜片时发生折射,这属于光的折射现象,故D错误。故选A。
10.(2022·四川成都)图是龙泉山城市森林公园的“城市之眼”,它见证了成都由“两山夹一城”到“一山连两翼”的跨越式发展,立于此,“城市绿心”跳动的脉搏清晰可感。周末,游人如织,小张拿出手机留影纪念,在黑屏状态下通过屏幕看到了身后游人的像,在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像,为了探究成像原因,小张用手指挡住摄像头,发现不能看到“城市之眼”的像。下列分析正确的是( )。
A. 游人看见“城市之眼”是因为它是光源;B. 光照在游人的伞面上发生了镜面反射;
C. 两次通过屏幕看到的像成像原理不同; D. 摄像头的镜头成的是正立缩小的实像
【答案】C。
【解析】A.能够发光的物体叫做光源,而“城市之眼”不能自己发光,但它能够反射光源的光,游人看见的“城市之眼”,是它的反射的光进入人眼形成的像,故A错误;
B.镜面反射是平行光照射到光滑的平面上发生的反射,而游人的伞面是粗糙不平的,因此光照在游人的伞面上发生的是漫反射而不是镜面反射,故B错误;
C.小张在黑屏状态下通过屏幕看到了身后游人的像,是游人反射的光经过手机屏幕反射形成的,属于平面镜成像;小张在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像,是“城市之眼”反射的光经过镜头折射后形成的像,属于凸透镜成像,所以两次通过屏幕看到的像成像原理不同,故C正确;
D.小张在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像,用手指挡住摄像头,发现不能看到“城市之眼”的像说明“城市之眼”和它的像在镜头两侧,根据凸透镜的成像规律可知此时成的是实像,且像的大小明显小于物体大小,所以摄像头的镜头的成像原理应该与照相机成像原理相同,而照相机成的是倒立缩小的实像,屏幕上正立的像是通过手机内电子器件的进一步转换形成的,故D错误。
故选C。
11.(2022·四川乐山)下列现象属于光沿直线传播的是( )。
A. 湖中桥的倒影;
B. 人叉到水中的鱼;
C. 放大镜;
D. 小孔成像
【答案】D。
【解析】A.湖中桥的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.渔民叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光斜射入空气中时,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,我们看到的是变浅的鱼的虚像,所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更深一些的位置插去,即看到鱼的下方,才能插到鱼,属于光的折射,故B不符合题意;
C.物体距凸透镜的距离小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,应用是放大镜,属于光的折射,故C不符合题意;
D.小孔成像说明光是沿直线传播的,故D符合题意。故选D。
12.(2022·河北省)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。下列说法正确的是( )。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
物距u/cm | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 |
像距v/cm | 12 | 15 | 20 | 30 | 60 |
A. 该凸透镜的焦距为20cm;
B. 从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大;
C. 当u=45cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像;
D. 第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
【答案】BC。
【解析】A.由第3次实验数据可知,u=v=2f=20cm时,成等大的像,所以焦距为10cm,故A错误;
B.从第1次实验到第5次实验,物距都大于1倍焦距,成实像,且物距减小,根据凸透镜的成像规律“成实像时,物近像远像变大”可知,光屏上的像越来越大,故B正确;
C.当u=45cm时,大于20cm,即大于2f,所以移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,说明放上眼镜片后,像距变大,说明眼镜片对光有发散作用,故D错误。故选BC。
13.(2022·湖北十堰)如图是某校园监控摄像头,从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面,摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是( )。
A. 汽车观后镜 B. 照相机 C. 投影仪 D. 放大镜
【答案】B。
【解析】A.摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,而汽车观后镜是凸面镜,主要利用凸面镜能使光线发散的特点,可以起到扩大视野的目的,故A不符合题意;
B.照相机成倒立、缩小的实像,与摄像头成像特点相同,故B符合题意;
C.投影仪所成的像是倒立、放大的实像,与摄像头成像特点不相同,故C不符合题意;
D.放大镜所成像是正立、放大的虚像,与摄像头成像特点不相同,故D不符合题意。故选B。
14.(2022·湖南常德)如图是记者在抗击“新冠”疫情一线,用照相机拍摄的医护人员照镜子整理护目镜的照片。下列说法中正确的是( )。
A. 镜子中的像是光的折射形成的;
B. 照相机所成的是正立等大的像;
C. 当医护人员远离平面镜时像变小;
D. 镜子中的像是正立的虚像
【答案】D。
【解析】AD.平面镜成像是由光的反射形成的虚像,根据平面镜成像的特点,平面镜所成的像是正立等大的虚像,故A错误,D正确;
B.根据凸透镜成像规律可知,当物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用这一成像原理的光学仪器。所以照相机所成的是倒立缩小的实像,故B错误;
C.根据平面镜成像的特点:平面镜所成的像,像与物大小相等。当医护人员远离平面镜时,医护人员的大小不变,故像的大小不变,故C错误。故选D。
二、填空题
15.(2022·湖南岳阳)2022年3月,春暖花开,油菜花节相继在岳阳市各地举行。游客们远远地就能闻到阵阵花香,这是_______现象;到达现场,许多游客纷纷拿出手机拍摄“金色花海”,手机镜头相当于_______(选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】①扩散;②凸。
【解析】[1]能闻到阵阵花香,是花的芳香分子运动到空气中,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]拍照时,手机的镜头相当于一个凸透镜,此时物距大于二倍焦距,能成倒立、缩小的实像。
16.(2022·山西省)如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成___________镜,若要“火生”应把“艾”放在镜的___________位置。
【答案】①凸透;②焦点。
【解析】[1]削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生,将冰削圆,对着太阳能生火,说明削成的圆冰对火有会聚作用,所以是冰块制成凸透镜。
[2]太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置,要快速生火,需把“艾”放在镜的焦点位置。
17.(2022·四川成都)眼睛成像情况与___________成像情况相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),青少年如果不注意用眼卫生,容易患上近视,近视眼用凹透镜来矫正,这是利用了凹透镜对光___________的作用。
【答案】①照相机;②发散。
【解析】[1]眼睛成像时,物距远大于眼睛的二倍焦距,所成的像为倒立、缩小的实像,故可知其成像情况与照相机成像情况相同。
[2]近视眼是由于晶状体变厚,对光的偏折能力增强,使得光线在视网膜之前会聚,故矫正近视眼需要使光线推迟会聚,利用凹透镜来矫正近视眼是利用了凹透镜对光有发散作用,可以使光线推迟会聚。
18.(2022·四川乐山)日常生活中,不注意用眼卫生长期用眼疲劳就可能患上近视眼。近视眼成像于视网膜___________(选填“前”或“后”),为娇正视力需要佩戴___________(选填“凹”或“凸”)透镜。
【答案】①前;②凹。
【解析】[1]近视眼形成原因是长时间看近处的物体,晶状体变厚,折光能力变强,在视网膜前成像。
[2]需要佩戴发散透镜,才能将像成在视网膜上,故需要佩戴凹透镜。
19.(2022·四川凉山)某同学在做探究凸透镜成像规律实验时,蜡烛和光屏的位置如图所示,此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。接下来把蜡烛移动到35cm刻度处,则应将光屏向____________(选填“左”或“右”)移动,光屏上才可以得到倒立、____________、清晰的实像。
【答案】①右;②放大。
【解析】[1][2]由图可知,此时的物距等于像距,即
光屏上成的是倒立、等大的实像,则
故 ,将蜡烛移动到35cm刻度处,此时的物距
物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,因为像距大于物距,光屏上呈现倒立、放大的清晰的像。
20.(2022·青海省)某汽车司机下车时,随手将一瓶矿泉水放在仪表台上,如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光,车内物品被点燃引发火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了___________(选填“反射”或“折射”),矿泉水瓶相当于___________。因此,提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。
【答案】①折射;②凸透镜。
【解析】[1][2]装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,中间厚边缘薄;由于凸透镜对光线的会聚作用,射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上,时间一长正好使放置于此处的物品起火。
21.(2022·福建省)尊老爱幼是中华民族的传统美德。为了方便老年人剪指甲,在指甲剪的上方加装了一个小凸透镜,如图。请用物理知识说明:
(1)指甲剪上加装凸透镜的作用;
(2)磨指甲的金属磨甲片表面粗糙条纹的作用。
【解析】(1)凸透镜起到放大镜的作用。指甲到凸透镜距离小于一倍焦距,成正立放大的虚像。
(2)磨甲片表面刻有粗糙条纹,可以增大表面的粗糙程度,增大摩擦力,利于磨掉指甲边缘的棱角。
三、作图题
22.(2022·广东广州)如图,凸透镜的焦点为F,光心为O。
①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路。
【解析】[1][2]过光心的光线,经透镜后传播方向不改变,如图。S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,故它的入射光线一定过焦点,如图:
23.(2022·四川凉山)请画出下列两个光路图中的折射光线示意图。
【解析】平行于主光轴光线经凸透镜折射后,过凸透镜另一侧的焦点F,如图:
过入射点O做垂直于入射面的法线,光线由空气浸入水中时会发生折射,折射角小于入射角,因此折射光线向靠近法线的方向移动,过O点做出折射光线,如图:
24.(2022·贵州黔东南)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【解析】根据凹透镜的三条特殊光线可知,延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后,将平行于主光轴;过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后,传播方向不变,据此完成AB的入射光线和CO的折射光线,如图所示:
25.(2022·青海省)请你将如图所示的光路图补充完整。
【解析】由图可知,这是凹透镜,凹透镜有三条特殊光线:其一是过光心的光线传播方向不变;其二是射向另一侧焦点的光线折射后与主光轴平行射出,如图,过光心的光线,沿光线方向延长; 另一个光线,先用虚线连接入射点和右侧焦点F,然后用实线延长做出入射光线。
26.(2022·湖南常德)图中的光线经过平面镜反射后水平射向竖直放置的凸透镜,请画出平面镜的入射光线和凸透镜的折射光线。
【解析】过反射点做平面镜的垂线,根据反射角等于入射角,画出入射光线,延长反射光线,直至与凸透镜相交,反射光线平行主光轴射入凸透镜,会发生偏折,折射光线必然过焦点,故连接折射点和右侧焦点,并且带上向下的箭头,即为折射光线,故如图所示:
四、实验题
27.(2022·湖南邵阳)小宇同学有一次用爷爷的放大镜(焦距为10cm)看窗外的物体时.发现看到的物体是倒立的,心里想:放大镜成像到底有什么规律呢?于是他从实验室借来一架光具座,一个光屏、一根蜡烛,进行实验探究:
(1)在图中的装置上保持放大镜的位置不变,将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立,缩小的像。根据这个原理可制成______(选填“照相机”或“投影仪”);
(2)向右将蜡烛移至光具座35m刻度线处,移动光屏至某位置,烛焰在光屏上成一倒立、______(选填“缩小“,“放大”或“等大“)的像;
(3)继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处,小宇同学发现无论怎么移动光屏,在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是______(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】①照相机;②放大;③虚。
【解析】(1)[1]凸透镜焦距为10.0cm,将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处,此时物距为30.0cm,物距大于二倍焦距,移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立,缩小的像,与照相机成像特点相同。
(2)[2]将蜡烛移至光具座35.0cm刻度线处,此时物距为15.0cm,物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大、实像,与投影仪成像特点相同。
(3)[3]将蜡烛移至光具座45.0cm刻度线处,此时物距为5.0cm,物距小于焦距,成正立、放大、虚像,虚线不能在光屏上呈现,所以小宇同学发现无论怎么移动光屏,在光屏上都得不到像。
28.(2022·湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)______就是根据该原理工作的;
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向______(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像;
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______(填“0”“1”“2”或“3”)。
【答案】①放大;②投影仪;③左;④0。
【解析】(1)[1][2]如图,物距为12.0cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像;投影仪就是利用这一原理制成的,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像距在两倍焦距开外,成的倒立的放大的实像。
(2)[3]保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15.0cm刻度线处,物距变大,则像距变小,光屏需要向左移动。
(3)[4]将凸透镜乙和光屏分别固定在70.0cm和85.0cm刻度线处,则像距为
像距小于焦距,而此题若点燃的蜡烛从15.0cm刻度线处缓慢地向右移动到50.0cm刻度线处,物距始终大于两倍焦距,若光屏能承接到像,则说明成的是实像,当物距大于两倍的焦距时,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,才能够承接到像,而此时像距为15.0cm,小于一倍的焦距,故无法承接到像,故在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
29.(2022·湖北随州)在“探究凸透镜成像规律”实验中,有如下操作:
(1)实验前,小刚利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小,凸透镜对光的会聚作用越_____(选填“强”或“弱”);
(2)小刚将(1)中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示,欲使光屏上成一个清晰的实像,应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)通过步骤(2)的调整,光屏上出现了清晰的像后,某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,此时他应将蜡烛_________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】①强;②靠近;③远离。
【解析】(1)[1]凸透镜对光具有会聚作用,凸透镜的焦距越小,说明焦点距离光心越近,透镜对光线的折射作用越强。
(2)[2]由图甲可知,凸透镜的焦距为
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时,物距为
则物距与焦距的关系是u>2f,根据凸透镜的成像规律可知:u>2f,则
成倒立缩小的实像,所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间,在光具座的60cm到70cm之间,光屏应靠近凸透镜。
(3)[3] 将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间,由于近视眼镜是凹透镜,对光线起发散作用,成像远离凸透镜,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才能再次成清晰的像。
30.(2022·四川眉山)在一次物理实验探究课上,某学习小组在“探究凸透镜成像的规律实验中,进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在______,目的是______。
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所标,则该凸透镜的焦距是______cm。
(3)当蜡烛在如图乙所标位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。
(4)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明该物理老师的眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(5)学生发现蜡烛燃烧产生的异味令人难受,经讨论大家认为可利用LED灯替代蜡烛作为光源,其好处是______。
【答案】①同一高度;②使像成在光屏中央;③10;④投影仪;⑤近视;⑥有利于健康(或环保或安全或LED灯亮度强等其它答案合理均视为正确)。
【解析】(1)[1][2]实验时应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节在同一高度,这样可以使像成在光屏中央,方便实验。
(2)[3]由甲图可知,当物距为20cm时,像距也为20cm,此时
则凸透镜的焦距为10cm。
(3)[4]由乙图可知,当光屏上成清晰的像时,物距小于像距,此时成倒立放大的实像,投影仪的成像原理与此相同。
(4)[5]将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,向右移动光屏,才能再次成清晰的像,说明该眼镜使成像变远,对光有发散作用,则该眼镜是近视眼镜。
(5)[6]利用LED灯替代蜡烛作为光源,可以避免蜡烛燃烧产生有害气体危害健康,污染环境。LED灯作为光源也有亮度强,成像清晰稳定的优点。
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